Сунце зрачи енергијом у свим правцима. Већина се расипа у свемир, али мали делић сунчеве енергије који стиже до Земље довољан је да загреје планету и покреће глобални временски систем загревањем атмосфере и океана. Деликатна равнотежа између количине топлоте коју Земља прима од сунца и топлоте коју Земља зрачи назад у свемир омогућава планети да одржи живот.
Сунчево зрачење
Соларно зрачење настаје реакцијама нуклеарне фузије у сунчевом језгру, због чега оно емитује велику количину електромагнетног зрачења, углавном у облику видљиве светлости. Ово зрачење је енергија која загрева Земљу. Сунчева површина емитује око 63 милиона вати енергије по квадратном метру. Док енергија стигне на Земљу, након што је прешла 150 милиона километара, или 93 милиона миља, смањио се на 1.370 вати по квадратном метру на врху атмосфере директно окренутом сунцу.
Пренос енергије
Електромагнетно зрачење, укључујући видљиво светло, инфрацрвено зрачење, ултраљубичасто светло и Кс-зраке, може путовати кроз вакуум свемира. За остале облике енергије потребан је физички медиј за кретање. На пример, звучној енергији је потребан ваздух или нека друга супстанца да би се пренела, а таласној енергији океана вода. Соларна енергија, међутим, може путовати од сунца до Земље без потребе за физичком супстанцом која ће преносити енергију. Ова карактеристика електромагнетне енергије омогућава Земљи да прима сунчеву енергију, укључујући топлоту.
Загревање Земље
Део соларне енергије која стигне на Земљу одбија се од атмосфере и облака и враћа се у свемир. Површина Земље прима око половине долазећег сунчевог зрачења. Сунчева енергија има облик топлоте и видљиве светлости, као и ултраљубичасте зраке, врсту енергије која изазива опекотине. Материја апсорбује енергију, укључујући ваздух, воду, камење, зграде, плочник и жива бића, а материја се услед тога загрева. Земља се не загрева равномерно, углавном зато што нека подручја примају више сунчевог зрачења од других. Разлике у енергији покрећу ветрове и океанске струје по читавој планети.
Зрачење
Када би Земља непрекидно примала сунчеву енергију без икаквих средстава за губљење енергије, она би непрестано постајала све топлија. Земља зрачи топлоту назад у свемир, спречавајући планету да се прегреје. Количина зрачене топлоте осетљива је на врсту гасова у атмосфери; неки гасови упијају топлоту ефикасније од других и ометају зрачење. Један од ових гасова је угљен-диоксид. Како се концентрације угљен-диоксида у атмосфери повећавају, Земљин буџет за топлоту се мења, са више енергије ускладиштене у атмосфери и мање топлоте која зрачи назад у свемир, феномен познат као стакленик ефекат.